2024届上海市四中物理高一下期末综合测试试题含解析

2024届上海市四中物理高一下期末综合测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)跳水运动员从10m高的跳台上跳下（不计一切阻力），在下落的过程中（）A．运动员克服重力做功B．运动员的机械能在减少C．运动员的动能减少，重力势能增加D．运动员的动能增加，重力势能减少2、(本题9分)下列物理量属于矢量的是（）A．电流强度 B．电场强度 C．电势差 D．电动势3、(本题9分)汽车检测厂为了检测汽车的性能，将一个加速度传感器固定在汽车上，汽车从静止开始沿平直路面作直线运动，通过车载电脑采集数据得到汽车的加速度随时间变化图像．汽车和驾驶员及各测量用具的总质量为1100kg，汽车的阻力是车重的0.1倍，g=10m/s1．图是某一次测试中得到的加速度随时间变化图像．对于这次测试，下列说法正确的是A．10s时汽车受到的牵引力为4800N B．汽车的最大速度约为90m/sC．10s后汽车的功率一定不变 D．40s时汽车的牵引力为4800N4、(本题9分)一个电子钟的秒针角速度为()A．πrad/s B．2πrad/s C．π/30rad/s D．π/60rad/s5、(本题9分)质点做直线运动的速度—时间图象如图所示，该质点A．在第1秒末速度方向发生了改变B．在第2秒末加速度方向发生了改变C．在前2秒内发生的位移为零D．第3秒和第5秒末的位置相同6、(本题9分)如图所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力及其方向的判定正确的有A．圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心B．圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心C．圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D．圆盘对B的摩擦力和向心力7、(本题9分)我国“中星11号”商业通信卫星是一颗同步卫星，它定点于东经98.2度的赤道上空，关于这颗卫星的说法正确的是()A．运行速度大于7.9km/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等8、(本题9分)如图所示，人在岸上匀速的、拉着质量不计的绳子使船靠岸，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当船沿水面行驶x米的位移时，轻绳与水平面的夹角为θ，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）A．人拉绳的速度大小是vB．船行驶x米位移的过程，人的拉力做功为FxcosθC．船行驶x米位移时，人的拉力的瞬时功率为FvcosθD．此时船的加速度为F9、(本题9分)如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（）A．t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向bB．t=3s时金属杆的速率为3m/sC．t=5s时外力F的瞬时功率为0.5WD．0~5s内通过R的电荷量为2.5C10、(本题9分)如图所示，足够长的绝缘粗糙水平面放置一带正电的小滑块，小滑块与水平面间的动摩擦因数μ与小滑块的位移x满足μ-x图像关系，图像与横轴的交点为4m，与纵轴的交点为0.5，空间存在水平向右的足够大的匀强电场（图中未画出）．已知带电体的质量m=0.2kg，带有的电荷量，匀强电场的场强，若使小滑块由静止释放则当其运动的位移x=4m时，若，下列说法正确的是A．带电体的电势能减少了5.6JB．带电体的电势能增加了5.6JC．在这个过程中合外力做功为1.6JD．在这个过程中合外力的冲量大小是11、如图所示，水平传送带长为L，运动速率恒为v，在其左端无初速放上可视为质点的小木块，若小木块与传送带间的动摩擦因数为，则小木块从左到右的运动时间可能是（）A． B．+ C． D．12、(本题9分)一个苹果从树上无初速度地自由下落，将苹果看成质点，忽略空气阻力，取向下为正方向．设苹果下落过程中的速度为以加速度为a、下落时间为t，则如图所示的图象中可能正确的是A． B． C． D．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m1从高处由静止开始下落，在m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m1=150g，当地重力加速度g=9.8m/s1．则（1）在纸带上打下计数点5时m1的速度v=____m/s；（1）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=___J，系统势能的减少量△Ep=___J；（3）上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和_____.（写一条）14、（10分）在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度.实验简要步骤如下:A．让小球多次从________位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置B．安装好器材,注意使斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线.检测斜槽末端水平的方法是________C．测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=________算出该小球的平抛初速度.实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值D．取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画出平抛运动的轨迹上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可).三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）如图所示，一电荷量q=3×10-4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．求：(1)流过电源的电流；(2)两板间的电场强度的大小；(3)小球的质量．16、（12分）(本题9分)为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧测力计称量一个质量为m的砝码,读数为F.已知引力常量为G.求该行星的半径R和质量M。17、（12分）如图所示，一质量为m，电荷量为+Q的小球A系在绝缘细绳下端，另一带电量未知的小球B固定于悬点的正下方(A，B均可视为点电荷)，轻绳与竖直方向角度为θ，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，问:(1)小球B在A处产生的电场强度大小;(2)若将细线突然剪断，求小球刚开始运动时的加速度大小。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解题分析】解：A、跳水运动员从台上跳下的过程中，运动方向与重力的方向是相同的，重力做正功．克服重力做功是运动方向与重力的方向相反．选项A错误．B、本题不计空气的阻力，只有重力做功，机械能守恒．选项B错误．C、运动员下落的过程，是重力势能转化为动能的过程，所以下落过程中，动能增加，重力势能减少．选项C错误．D、由对C的分析可知，选项D正确．故选D．【点评】重力势能是由物体与地球间的相对位置决定的能量，是标量．物体的动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能．机械能守恒定律是在只有重力（或系统内弹簧的弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变．机械能守恒的特点就是动能和势能，一个增加，另一个就减少．2、B【解题分析】

电流强度、电势差、电动势都只有大小没有方向，故为标量，而电场强度既有大小又有方向，故为矢量，B正确．3、A【解题分析】

根据牛顿第二定律求解10s及40s时汽车的牵引力；根据v=at可知，a-t图像的面积等于速度的增量，从而求解最大速度；根据P=Fv判断功率的变化。【题目详解】10s时汽车的加速度是1.0m/s1，根据牛顿第二定律可知汽车受到的牵引力为F=ma+f=1100×1+0.1×1100×10=4800N，选项A正确；根据v=at可知，a-t图像的面积等于速度的增量，则汽车的最大速度约为115格×1×0.1=50m/s，选项B错误；根据P=Fv可知10s后汽车的加速度减小，牵引力减小，速度增加，则功率不一定不变，选项C错误；40s时汽车的加速度为零，则F=f=1400N，选项D错误；故选A.4、C【解题分析】

秒针的周期T=60s，转过的角度为2π，则角速度；故A、B、D错误，C正确．故选C．【题目点拨】解决本题的关键知道角速度的定义式，知道角速度与周期的关系．5、D【解题分析】试题分析：速度图象的正负表示速度的方向，而在前2s内，运动方向没有变化，故A错；图象的斜率表示加速度，第2秒末斜率不变，所以加速度不变，故B错；前两秒内图象都在时间轴上方，故质点位移为图线与坐标轴所围成的面积，C错；同理，由图象面积可以知道，第4秒内和第5秒内的位移大小相同、方向相反，故D正确。考点：运动学图象6、B【解题分析】

A和B一起随圆盘做匀速圆周运动，A做圆周运动的向心力由B对A的静摩擦力提供，所以B对A的摩擦力方向指向圆心，则A对B的摩擦力背离圆心；B做圆周运动的向心力由A对B的摩擦力和圆盘对B的摩擦力提供，B所受的向心力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心，则圆盘对B的摩擦力指向圆心。故B正确，ACD错误。故选：B.7、BC【解题分析】成功定点后的“中星11号”，是地球同步卫星；7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动的最大的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据可以发现同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；所有地球同步卫星，距离地球的高度约为36000km，高度一定，相对地面静止．故B正确；同步卫星的周期为1天，月球的周期为27天，根据ω=可知：绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C正确；同步卫星的角速度与静止在赤道上物体的角速度相同，根据a=ω2r可知，同步卫星的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，故D错误；故选BC．点睛：本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．8、CD【解题分析】

A.船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。如图1所示根据平行四边形定则有，v人=vcosθ，故A项与题意不相符；B.如图2可知，当船前进的距离为x时，人走的距离：x′=x1-x2≠x，所以人做的功W≠Fxcosθ．故B项与题意不相符；C.船行驶x米位移时v人=vcosθ，人的拉力的瞬时功率为：P=Fv人=Fvcosθ，故C项与题意相符；D.对小船受力分析，如图所示，则有Fcosθ-f=ma因此船的加速度大小为Fcos故D项与题意相符。9、BD【解题分析】

A．由图像可知，t=5.0s时，U=0.40V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A错误；B．由图可知，t=3s时，电压表示数为则有得由公式得故B正确；C．金属杆速度为v时，电压表的示数应为由图像可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有得此时F的瞬时功率为故C错误；D．t=5.0s时间内金属杆移动的位移为通过R的电荷量为故D正确。故选BD。10、AD【解题分析】若使小滑块由静止释放，则电场力做正功，电势能减小，则当其运动的位移x=4m时电势能减小量为，选项A正确，B错误；此过程中摩擦力的功：，由图像可知，则，则合力做功为，选项C错误；由动能定理可知：；由动量定理可知：，解得I=1.2N⋅s，选项D正确；故选AD.11、BCD【解题分析】

小木块在传送带上的运动有以下几种可能：①木块先做匀加速直线运动，后做匀速运动；②只做匀加速运动，但到达最右端的速度小于传送带的速度；③只做匀加速运动，但到达最右端的速度等于传送带的速度；B.小木块放到传送带上之后，若L较长，木块先做匀加速直线运动，后做匀速运动，运动到最右端时间，故B正确；C.小木块放到传送带上之后，若L较短，木块只做匀加速运动，运动到最右端时间，故C正确；D.小木块放到传送带上之后，若L可能为某一个值，木块只做匀加速运动，且运动到最右端时，速度就是传送带的速度v，运动时间，故D正确；A.由BCD分析可知，A错误。12、AC【解题分析】自由落体运动的速度，速度与时间成正比，故A正确，B错误；自由落体运动的加速度为重力加速度，是不变的，故C正确，D错误，故选AC.【题目点拨】物体做自由落体运动的条件：①只在重力作用下；②从静止开始．只在重力作用下保证了物体的加速度为g；从静止开始保证了物体初速度等于零．所以自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、1.40.5760.588纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）【解题分析】

第一空.利用匀变速直线运动的推论.第二空.系统动能的增量△Ek=Ek5-0=(m1+m1)v51=0.576J．第三空.系统重力势能减小量△Ep=（m1-m1）gh=0.1×9.8×0.600J=0.588J.第四空.上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）.14、斜槽的同一位置；将小球放在水平槽末端中若能静止则可认为水平